JPH0629584B2 - 自動車用エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車用エンジンの燃料制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より自動車用エンジンにおいては、車両の停車中で
あって車体がエンジンから動力を伝達されない状態にお
いて、運転者がアクセルペダルを軽く操作してエンジン
回転数を上昇させる（通常空吹かしと呼ばれる）ことが
行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そして、従来の自動車用エンジンにおいては、この空吹
かしが行われてアクセルペダルに接続されたスロットル
弁が開放されエンジン回転数が上昇した後再びスロット
ル弁が全閉位置（最小開度位置）に復帰したときにスロ
ットル弁下流側吸気通路内が極度の負圧状態となり、こ
の負圧の発生に基づき排気通路中の排気ガスが燃焼室の
みならず吸気系（インテークマニホルドやサージタン
ク）にまで充満することになり、この状態でエンジン回
転数がアイドル回転数まで低下すると、燃焼室及び吸気
系に残存する排気ガスの影響で、混合気の燃焼状態が悪
化し、エンジン回転数が不安定なものとなって、エンジ
ン回転数が異常に落ち込んだり最悪の場合ストールを発
生する虞があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記に鑑み提案されたものであって、自動車
に搭載されたエンジンと、同エンジンの燃焼室または吸
気通路に設けられ同燃焼室に燃料を供給する燃料供給装
置と、上記吸気通路に介装されたスロットル弁と、上記
自動車が停車状態にあるか否かを検出する第１のセンサ
と、上記エンジンの回転数を検出する第２のセンサと、
上記スロットル弁が最小開度位置にあるか否かを検出す
る第３のセンサと、上記第１のセンサ、第２のセンサ及
び第３のセンサの出力に基づき上記自動車が停車状態に
あり且つ上記エンジンの回転数が所定回転数以上であり
且つ上記エンジンの回転数が減少しており且つ上記スロ
ットル弁が最小開度位置にあることが判定されたときに
上記燃料供給装置からの燃料供給を制限または遮断する
信号を発する制御手段とを備えたことを特徴とする自動
車用エンジンの燃料制御装置を要旨とする。

〔作用〕

本発明によれば、車両停車時におけるエンジンの空吹か
しが行われたときに、アクセルペダル戻し後のエンジン
回転数の低下状態の開始を検出してエンジン燃焼室への
燃料供給を停止または抑制させ、この時期における燃焼
後排気ガスの発生を停止または抑制せしめる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図において、エンジンＥはその燃焼室１に通じる吸
気通路２および排気通路３を有しており、吸気通路２と
燃焼室１とは吸気弁４によって連通制御されるととも
に、排気通路３と燃焼室１とは排気弁５によって連通制
御されるようになっている。

また、吸気通路２には、上流側から順にエアクリーナ
６、運転者が操作するアクセルペダルに連結されたスロ
ットル弁７および電磁式燃料噴射弁（噴射弁）８が設け
られており、排気通路３には、その上流側から順に排気
ガス浄化用の触媒コンバータ９および図示しないマフラ
ーが設けられている。

なお、電磁弁８は吸気マニホルド部分に各気筒毎に設け
られている。

このような構成により、スロットル弁７の開度に応じエ
アクリーナ６を通じて吸入された空気が吸気マニホルド
部分で電磁弁８からの燃料と適宜の空燃比になるように
混合され、燃焼室１内で点火プラグを適宜のタイミング
で点火させることにより、燃焼せしめられて、エンジン
トルクを発生させたのち、混合気は、排気ガスとして排
気通路３へ排出され、触媒コンバータ９で排気ガス中の
ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘの３つの有害成分を浄化されてか
ら、マフラで消音されて大気側へ放出されるようになっ
ている。

さらに、このエンジンＥを制御するために、種々のセン
サが設けられている。まず吸気通路２側には、そのエア
クリーナ６配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報か
ら検出するエアフローセンサ１１、吸入空気温度を検出
する吸気温センサ１２および大気圧を検出する大気圧セ
ンサ１３が設けられており、そのスロットル弁７配設部
分に、スロットル弁７の開度を検出するポテンショメー
タ式のスロットルセンサ１４、アイドリング状態（即ち
運転者がアクセルペダルを踏み込んでおらず、スロット
ル弁７が最小開度位置にある状態）を検出する第３のセ
ンサとしてのアイドルスイッチ１５が設けられている。

また、排気通路３側には、排気ガス中の酸素濃度を検出
する酸素センサ１７及び触媒コンバータ９の温度を検出
する温度センサ１８が設けられている。

さらに、その他のセンサとして、エンジン冷却水温を検
出する水温センサ１９や車速を検出する第１のセンサと
しての車速センサ２０（第２図参照）が設けられるほか
に、第２図に示すごとく、クランク角度を検出するクラ
ンク角センサ２１（このクランク角センサ２１はエンジ
ン回転数を検出する第２のセンサとしての回転数センサ
も兼ねている。）および第１気筒（基準気筒）の上死点
を検出するＴＤＣセンサ２２がそれぞれデイストリビュ
ータに設けられている。

そして、これらのセンサ１１〜２２からの検出信号は、
電子制御ユニット（ＥＣＵ）２３へ入力されるようにな
っている。

なお、ＥＣＵ２３へは、バッテリ２４の電圧を検出する
バッテリセンサ２５からの電圧信号やイグニッションス
イッチ（キースイッチ）２６からの信号も入力されてい
る。

また、ＥＣＵ２３のハードウエア構成は第２図のように
なるが、このＥＣＵ２３はその主要部としてＣＰＵ２７
を備えており、このＣＰＵ２７へは、吸気温センサ１
２、大気圧センサ１３、スロットルセンサ１４、酸素セ
ンサ１７、温度センサ１８、水温センサ１９およびバッ
テリセンサ２５からの検出信号が入力インタフエース２
８およびＡ／Ｄコンバータ３０を介して入力され、アイ
ドルスイッチ１５、車速センサ２０およびイグニッショ
ンスイッチ２６からの検出信号が入力インタフエース２
９を介して入力され、エアフローセンサ１１、クランク
角センサ２１およびＴＤＣセンサ２２からの検出信号が
直接に入力ポートへ入力されるようになっている。

さらに、ＣＰＵ２７は、バスラインを介して、各種制御
用のプログラムデータや予め設定されている固定値デー
タを記憶するＲＯＭ３１、更新して順次書換えられるＲ
ＡＭ３２およびバッテリ２４によってバッテリ２４が接
続されている間はその記憶内容が保持されることによっ
てバックアップされたバッテリバックアップＲＡＭ（Ｂ
ＵＲＡＭ）３３との間でデータの授受を行うようになっ
ている。

今、燃料噴射制御にだけ着目すると、ＣＰＵ２７からは
主として後述する２つのプログラムに基づいて演算され
た燃料噴射用制御信号がドライバ３４を介して出力さ
れ、例えば、各気筒の電磁弁８をその行程位相に応じて
順次駆動させてゆくようになっている。

燃料噴射用制御信号は、吸入空気量に応じて設定される
基本駆動時間データに運転状態に応じた各種補正データ
を付加することによって得られるようになっており、そ
の際基本駆動時間データはクランク角センサ２１からの
クランク角信号を割込として実行される電磁弁駆動ルー
チンの中で求められ、他方各種補正データは割込による
プログラムの実行がないときに常時実行されるメインル
ーチンの中で求められる。

また、運転状態によっては、燃料供給を行わない時期が
あるが、このような運転状態の検出は、上述したメイン
ルーチンの中で行われ、この検出結果が電磁弁駆動ルー
チンの中で燃料噴射停止命令として使用される。

以下メインルーチンおよび電磁弁駆動ルーチンの説明を
行う。

第３図において、キースイッチの投入に基づいて作動が
開始されるメインルーチンではまずステップＡ１におい
てＲＡＭ３２の各アドレスのイニシャライズが行われ、
次いでステップＡ２において、各種センサからの運転状
態情報の読み込みが行われ、読み込まれた情報は、ＲＡ
Ｍ３２の各アドレスに入力される。次にステップＡ３に
おいて、アイドルスイッチ１５がオンであるか否かが判
定される。アイドルスイッチ１５がオンでない場合即ち
運転者がアクセルペダルを操作しており、スロットル弁
７が最小開度位置よりも開放側にあるときには、ステッ
プＡ４において、ＲＡＭ３２の第２回転数アドレスＮ２
のデータが０にリセットされる。この第２回転数アドレ
スＮ２には前回のメインルーチンで使用された回転数デ
ータが保持されており、このアドレスＮ２への入力は後
述するステップＡ１２及びステップＡ１４において行わ
れる。そして、ステップＡ４を経たのちはステップＡ５
において、燃料供給を指令すべく燃料カットフラグがリ
セットされる。この燃料カットフラグはＲＡＭ３２の所
定のアドレスのデータが１か０かによって識別されるも
のであり、このステップでは、当該アドレスへのデータ
の入力が行われる。そして、ステップＡ５の動作が終了
すると、次にステップＡ１３において、上述した各種補
正データを求めることが行われる。ここで求められる補
正データには、水温センサ１９の出力に基づいて設定さ
れる水温補正係数Ｋwt、酸素センサ１７の出力に基づい
て設定される空燃比フイードバック補正係数Ｋaf、吸気
温センサ１２の出力に基づいて設定される吸気温補正係
数Ｋat、大気圧センサ１３の出力に基づいて設定される
大気圧補正係数Ｋap、スロットルセンサ１４の出力に基
づいて設定される加速補正係数Ｋac、バッテリセンサ２
５の出力に基づいて設定される無効時間データＴｄ等が
ある。そして、ステップＡ５の動作が終了すると、割込
によるプログラム実行指令が発せられない限り再びステ
ップＡ２からの一連の動作が実行される。

一方ステップＡ３において、アイドルスイッチ１５がオ
ンである場合即ち運転者がアクセルペダルを操作してお
らず、スロットル弁７が最小開度位置にあるときには、
ステップＡ６においてエンジン回転数（このデータはＲ
ＡＭ３２のアドレスＮｒに格納されている。）が設定回
転数Ｎｓ（例えば１５００rpm）より大きいか否かが判
定される。そして大きいと判定されたときには、ステッ
プＡ７に至り、ステップＡ４と同様にアドレスＮ２のデ
ータをリセットし、次いで燃料供給停止を指令すべくス
テップＡ８において燃料カットフラッグをセットしてス
テップＡ１２に至る。

また、ステップＡ６において、エンジン回転数が設定回
転数Ｎｓ以下であると判定されたときには、ステップＡ
９において該エンジン回転数が所定回転数としてのアイ
ドル上限回転数Ｎｉ（アイドル回転数より１００rpm〜
１５０rpm程度高く設定されている。）より小さいか否
かが判定され、小さいと判定されたときには、燃料供給
を指令すべくステップＡ４、Ａ５へと至る。また、エン
ジン回転数がアイドル上限回転数Ｎｉ以上であると判定
されたときには、ステップＡ１０において車速が０であ
るか否か即ち車両が停止中であるか否かが判定され、車
両停止中でないと判定されたときには、燃料供給を指令
すべくステップＡ４を経てステップＡ５へと至る。さら
に、ステップＡ１０において車両停止中と判定されたと
きにはステップＡ１１において、エンジン回転数データ
とアドレスＮ２のデータとの比較が行われる。ここで
は、今回のメインフローの中で読み込んだ回転数情報と
前回のメインフローの中で読み込んだ回転数情報とを比
べることによりエンジン回転数が現在低下中であるか否
かを判定してものであり、ステップＡ１１での判定でエ
ンジン回転数データがアドレスＮ２のデータ以上となっ
ているときには、エンジン回転数の低下が検出されない
としてステップＡ１４において最新のエンジン回転数デ
ータをアドレスＮ２に入力したのち燃料供給を指令すべ
くステップＡ５へ進む。他方ステップＡ１１での判定で
エンジン回転数データがアドレスＮ２のデータより小さ
いときには、エンジン回転数が低下中であると判断して
ステップＡ１２において最新のエンジン回転数データを
アドレスＮ２に入力したのち燃料供給停止を指令すべく
ステップＡ８へ進む。

なお、ＥＣＵ２３は、このメインルーチンにおけるステ
ップＡ３、ステップＡ１０及びステップＡ１１での判定
結果に基づき燃料供給停止を指令する燃料カットフラグ
をステップＡ８でセットするように構成されており、燃
料制御手段としての機能を備えている。

以上がメインルーチンの説明であるが、以下電磁弁駆動
ルーチンの説明に移る。

第４図において、電磁弁駆動ルーチンは４気筒エンジン
の場合１８０°毎のクランクパルス割込によって作動
し、まず、ステップｂ１で、燃料カットフラグがセット
されているか否かが判定され、セットされている場合に
は、燃料供給を行わないので、そのままリターンし、次
のクランクパルス割込を待機する状態となる。他方燃料
カットフラグがリセットされていると判定された場合に
は、ステップｂ２で、前回のクランクパルスと今回のク
ランクパルスの間に発生したカルマンパルス数およびカ
ルマンパルス間の周期データに基づいてクランク角１８
０°あたりの吸入空気量情報Ｑcr（Ｑ／Ｎ）を設定す
る。

そして、次のステップｂ３で、このＱcrに応じて電磁弁
８の基本駆動時間（基本開弁時間）Ｔｂを設定し、次い
で、ステップｂ４で、電磁弁駆動時間Tinjを Tinj＝Ｔｂ×Ｋwt×Ｋat×Ｋap×Ｋac×Ｋaf＋Ｔｄの演
算により求め、ステップｂ５で、このTinjを噴射タイマ
にセットしたのち、ステップｂ６で、この噴射タイマを
トリガすることが行われる。そして、このようにトリガ
されると、時間Tinjの間だけ電磁弁８から燃料が噴射さ
れる。なお、この電磁弁駆動ルーチンは、燃料供給が実
行される場合には、このステップｂ６が終了すると次の
クランクパルス割込を待機する状態となる。

上記構成によれば、アイドルスイッチ１５がオフのとき
には、エンジンの運転状態に応じた燃料供給が行われる
とともに、アイドルスイッチ１５がオンであって、エン
ジン回転数が設定回転数Ｎｓより高いときには車速に拘
らず燃料供給が停止される。また、アイドルスイッチ１
５がオンであり且つエンジン回転数が設定回転数Ｎｓ以
下であって、車両の走行中には常時エンジンの運転状態
に応じた燃料供給が行われる。さらに、車両停止中にお
いてもアイドルスイッチ１５がオンであり且つエンジン
回転数がアイドル上限回転数Ｎｉより小さいとき即ち車
両停止中のアイドル運転時には、通常どおり燃料供給が
行われる。これに対して車両停止中においてアイドルス
イッチ１５がオンであり且つエンジン回転数がアイドル
上限回転数Ｎｉ以上となっているときには、燃料供給が
停止される。

即ち車両停止中を取り上げてみると、車両停止中におい
て運転者がアクセルペダルを軽く踏み込みその後踏み込
みをやめた場合には、スロットル弁７開度が時間の経過
に対して第５図Ａに示すように変化し、これに伴い、エ
ンジンＥへの燃料供給量が第５図Ｂに実線で示すように
変化する。即ち車両停止中の空吹かしが行われたときに
は、その後エンジン回転数がアイドル回転数近傍に復帰
するまでの間一時的に燃料供給が停止されるため、空吹
かし後に吸気負圧により排気通路３側から吸気通路２側
へ戻される気体は主として空気となり、エンジン回転数
がアイドル回転数に復帰した時点でも燃焼室１内及び吸
気通路２内に十分な酸素の量が確保される。

従って、車両停止中の空吹かし直後のアイドル復帰時点
において燃焼後の排気ガスが燃焼室１内及び吸気通路２
内に充満することがなく、このアイドル回転数復帰直後
におけるエンジン回転数の落ち込みやストール等の不具
合の発生を防止することができる。

第５図Ｃ及び第５図Ｄの実線は上記実施例におけるスロ
ットル弁７の下流側吸気通路の圧力及びエンジン回転数
の変化の様子を示す。（第５図Ｂ〜第５図Ｄにおいて従
来装置即ち車両停止中の空吹かし直後の燃料供給停止を
行わないものの様子を破線で示すが、この従来装置に比
べ本実施例装置の場合、エンジン回転数が一旦上昇した
のち再びアイドル回転数に近づく際に吸気通路の圧力及
びエンジン回転数に大きな変動を生じせしめないものと
なっている。なお、第５図Ｃ及び第５図Ｄにおいて×印
は従来装置におけるエンジンストールの様子を示す。） 上記実施例では、車両停止中の空吹かし直後に燃料供給
を停止するものを示したが、燃料供給を制限する（供給
量を減らす）ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、車両停止中の空吹かし（スロットル弁
の一時的な開放操作）直後においてもエンジン燃焼室お
よび吸気系に十分な新気を確保することができ、燃焼の
安定化が図られ、エンジンストール等の発生が防止され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るエンジンの全体構成
図、第２図は、上記エンジンの制御系のハードウエアを
示すブロック図、第３図及び第４図は上記制御系の制御
態様を示すフローチャート、第５図Ａ〜Ｄは、上記実施
例の作動を従来例の作動と比較しながら説明するための
グラフである。 Ｅ……エンジン、２……吸気通路、７……スロットル
弁、８……電磁式燃料噴射弁、１５……アイドルスイッ
チ、２０……車速センサ、２１……クランク角センサ、
２３……ＥＣＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車に搭載されたエンジンと、同エンジ
   ンの燃焼室または吸気通路に設けられ同燃焼室に燃料を
   供給する燃料供給装置と、上記吸気通路に介装されたス
   ロットル弁と、上記自動車が停車状態にあるか否かを検
   出する第１のセンサと、上記エンジンの回転数を検出す
   る第２のセンサと、上記スロットル弁が最小開度位置に
   あるか否かを検出する第３のセンサと、上記第１のセン
   サ、第２のセンサ及び第３のセンサの出力に基づき上記
   自動車が停車状態にあり且つ上記エンジンの回転数が所
   定回転数以上であり且つ上記エンジンの回転数が減少し
   ており且つ上記スロットル弁が最小開度位置にあること
   が判定されたときに上記燃料供給装置からの燃料供給を
   制限または遮断する信号を発する制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする自動車用エンジンの燃料制御装置